(57)【要約】    【課題】  印刷ヘッドのノズル詰まり検出処理を高速化する。    【解決手段】  印刷ヘッドをキャリッジ２８により往復移動させつつ、複数のチェックマークを印刷し、及びキャリッジ上の光センサ４１でチェックマークを読んで印刷ヘッドのノズル詰まりを検出するプリンタである。コントローラ６０は、光センサ４１が往路において読んだ信号列のレベルをメモリ６１に格納し、メモリ６１に格納された信号列のレベルを判定する。さらに、コントローラ６０は、光センサ４１が復路において読んだ信号列のレベルをメモリ６１に記憶し、メモリ６１に記憶された信号列のレベルを、光センサ４１が読みとった順序とは逆順に、往路の場合と同様に判定する。    【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ヘッドをキャリッジにより往復移動させつつ、複数のチェックパターンを印刷し、及びキャリッジ上の読み取りセンサで前記チェックパターンを検出する印刷装置であって、
前記読み取りセンサが往路において読んだ信号列のレベルを記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納された前記信号列のレベルを判定する往路判定手段と、
前記読み取りセンサが復路において読んだ信号列のレベルを前記記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納された前記信号列のレベルを、前記読み取りセンサが読み取った順序とは逆順に、往路の場合と同様の処理を行って判定する復路判定手段とを備える印刷装置。
【請求項２】
前記復路判定手段は、復路での読み出しの際に生じる位置ずれに対応するオフセット値だけ、前記信号列のレベルの位置を修正したのち、前記往路の場合と同様に判定することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドに設けられるセンサによってチェックパターン検出を高速に行うための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタなどにおいて、所定のチェックパターンを印刷用紙に印刷して、その印刷されたチェックパターンを光学センサなどを使って読み取り、印刷ヘッドのノズルの詰まりを自動検出するプリンタが知られている（例えば、特許文献１）。この場合、光学センサは印刷ヘッドなどとともにキャリッジに搭載されていて、キャリッジを移動させることにより印刷用紙上のチェックパターンをスキャンして、判定する。
【特許文献１】特開平９−１９３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のノズル詰まりの自動検出においては、キャリッジを移動させながら印刷用紙をスキャンする際は、スキャン方向は一方向に限定されていた。このため、キャリッジが逆方向へ移動しているときはスキャンを行わないので、この時間を無駄にしていた。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、印刷ヘッドに設けられたセンサによってチェックパターンを検出する処理を高速化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施態様に従う印刷装置は、印刷ヘッドをキャリッジにより往復移動させつつ、複数のチェックパターンを印刷し、及びキャリッジ上の読み取りセンサで前記チェックパターンを検出する印刷装置であって、前記読み取りセンサが往路において読んだ信号列のレベルを記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納された前記信号列のレベルを判定する往路判定手段と、前記読み取りセンサが復路において読んだ信号列のレベルを前記記憶手段に格納し、前記記憶手段に格納された前記信号列のレベルを、前記読み取りセンサが読み取った順序とは逆順に、往路の場合と同様の処理を行って判定する復路判定手段とを備える。
【０００６】
好適な実施形態では、前記復路判定手段は、復路での読み出しの際に生じる位置ずれに対応するオフセット値だけ、前記信号列のレベルの位置を修正したのち、前記往路の場合と同様に判定するようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態に係る印刷装置としてのカラーインクジェットプリンタ（以下、「プリンタ」という）について、図面を用いて説明する。図１に、本実施形態に係るプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図を示す。このプリンタ２０は、用紙スタッカ２２と、図示しないモータで駆動され印刷媒体としての印刷用紙Ｐを搬送する搬送ローラ２４と、プラテン板２６と、キャリッジ２８と、キャリッジモータ３０と、キャリッジモータ３０によって駆動される牽引ベルト３２と、キャリッジ２８を案内するためのガイドレール３４とを備えている。また、キャリッジ２８には、印刷用紙Ｐの搬送方向（以下、副走査方向ともいう）に沿って配列されたインク吐出部としての多数のノズルを備えた印刷ヘッド３６、およびインクの吐出有無を判定する判定手段としての光センサ４１、ならびに符号板３３を読み取るためのリニアエンコーダ２９が搭載されている。また、搬送ローラ２４の軸にはロータリーエンコーダ２５が設けられており、このロータリーエンコーダ２５の出力に基づいて印刷用紙Ｐの搬送量を制御している。このため、印刷用紙の搬送方向とほぼ直交する方向（以下、主走査方向ともいう）におけるキャリッジ２８の位置は、リニアエンコーダ２９にて検知し、印刷用紙Ｐの位置はロータリーエンコーダ２５にて検知することが可能である。すなわちこのプリンタ２０は、これらのエンコーダ２５，２９の出力信号に基づいて、キャリッジ２８と印刷用紙Ｐとの相対位置を正確に認識可能な構成とされている。
【０００８】
印刷用紙Ｐは、用紙スタッカ２２から図示しない給紙ローラにより給紙されて搬送ローラ２４により搬送され、プラテン板２６の表面上を副走査方向ＳＳへ送られる。キャリッジ２８は、キャリッジモータ３０により駆動される牽引ベルト３２に牽引されて、ガイドレール３４に沿って主走査方向ＭＳに移動する。主走査方向ＭＳと、副走査方向ＳＳとはほぼ直交している。
【０００９】
図２は、印刷ヘッド３６を上方から見た際のノズルと光センサ４１との配置を示す図である。印刷ヘッド３６には、淡ブラックインクを吐出するための淡ブラックインクノズル列ＫLと、淡マゼンタインクを吐出するための淡マゼンタインクノズル列ＭLと、淡シアンインクを吐出するための淡シアンインクノズル列ＣLと、主に自然画を印刷する際に用いるブラックインクを吐出するためのフォトブラックインクノズル列ＫＰと、濃ブラックインクを吐出するための濃ブラックインクノズル列ＫDと、濃シアンインクを吐出するための濃シアンインクノズル列ＣDと、濃マゼンタインクを吐出するための濃マゼンタインクノズル列ＭDと、イエローインクを吐出するためのイエローインクノズル列ＹDと、が設けられている。この例では印刷用紙Ｐの搬送方向の下流側に１番ノズル＃１が配置されている。
【００１０】
キャリッジ２８に搭載された光センサ４１は、印刷ヘッド３６の最も反ホームポジション側に位置するイエローインクノズル列ＹDの１番ノズル＃１より搬送方向下流側、かつ反ホームポジション側に配置されている。この例では、例えば前記１番ノズルより搬送方向下流側に８．５８ｍｍ、反ホームポジション側に５１．７５ｍｍの位置に設けられている。
【００１１】
図３は、本発明の実施の形態における光センサ４１の動作の仕組みを示す説明図であり、図３（ａ）は発光部を印刷媒体としての印刷用紙に対し垂直な位置に備えた例を示す図、図３（ｂ）は発光部を印刷用紙面に対し斜めに発光する位置に備えた例を示す図である。
【００１２】
ノズルからのインクの吐出有無を判定するための光センサ４１は、例えば図３に示すような発光部４１ａと受光部４１ｂとを備えている。本実施形態では、受光部４１ｂは、主に反射光の拡散反射成分を受光するための受光部が１つ設けられた例を示しているが、このほかに、主に反射光の正反射成分を受光するための別の受光部を設けた構成としてもよい。
【００１３】
発光部４１ａは、印刷用紙に向けて光を発するための投光手段である。すなわち、インク吐出判定の際には、ノズルから吐出したインクにて各ノズルに対応してそれぞれ形成される印刷ブロックを有する印刷パターンが印刷されているべき印刷用紙の領域に向けて光が発せられることになる。本実施例では、発光部４１ａにて発せられた光により印刷用紙が照射される領域（以下、スポットという）内に、前記印刷パターンの１個の印刷ブロックＢＬが含まれるようにスポット１０が設定されている。印刷パターンの詳細は後述する。
【００１４】
発光体としては発光ダイオードやレーザダイオード、白熱電球などでよい。発光体の色は、印刷パターン等の判定対象印刷画像の色に対して補色の関係にある色であることが好ましい。例えば、シアンの印刷画像を検出するには赤色の発光体を用い、マゼンタの印刷画像を検出するためには緑色の発光体を用い、イエローの印刷画像を検出するには青色の発光体を用いるとよい。発光体の色と印刷画像の色を補色の関係にすれば、そうでない場合に比べて、出力信号のレベルを著しく高めることができる。  
【００１５】
したがって、いずれの色の印刷画像に対しても安定した出力を得るためには、発光体にできるだけ白色のものを用いるとよい。
【００１６】
受光部４１ｂは、印刷パターンから反射された反射光を受けるための光電変換手段である。受光素子としてはフォトダイオードやフォトトランジスタなどがよい。好ましくは、可視光に対し良好な感度特性を有する受光素子がよい。
【００１７】
主に拡散反射成分を受光するための受光部４１ｂの位置は、図３のように発光部４１ａに対し正反射の位置にないことが望ましく、図３（ａ）のように、発光部４１ａを紙面に対し垂直な位置に取り付け、受光部４１ｂを紙面に対し斜めに取り付けてもよく、図３（ｂ）のように、発光部４１ａを紙面に対し斜めに取り付け、受光部４１ｂを紙面に対し垂直に取り付けてもよい。特に光沢系印刷用紙のように、表面にコーティング層がある印刷媒体では、入射した光の大半が表面のコーティング層で正反射されてしまうが、発光部４１ａと受光部４１ｂとを正反射の位置に取り付けない場合は、コーティング層の下にある印刷ブロックの色も確実に判別できる。
【００１８】
そして、発光部４１ａから発せられた光は、印刷ブロックが印刷された印刷用紙にて反射され、その反射光の拡散反射成分が受光部４１ｂに到達する。受光部４１ｂは、受けた光の量に応じた出力信号を出力する。この出力信号があらかじめ設定されたしきい値より小さい場合には、発光部４１ａが発した光に照射された印刷ブロックを形成すべきノズルからインクが正常に吐出されたと判定し、出力信号がしきい値より大きい場合には、同ノズルからインクが吐出されないと判定する。
【００１９】
このとき、光センサ４１は、例えば、所定の何ら印刷されていない印刷用紙や、各色の印刷パターン等により反射した光を受けた受光部４１ｂの出力が所定の値となるように、システムコントローラ５４によって制御される光量制御手段により発光部４１ａの発光量または出力制御手段により受光部４１ｂの出力が調整されている。図４は白色の発光体における光センサの個体差を示す図である。白色の発光体であっても、個体差があり、ここでは黄色傾向の白色ＬＥＤと青色傾向の白色ＬＥＤとを用いて各インク色にて印刷した印刷パターンを照射した際の出力値を示している。図示するように、２つの発光体では、特にイエロー、シアン、マゼンタの印刷パターンを照射した際に出力値に相違が発生している。このため、実際に搭載された光センサと、実際に印刷に用いる印刷媒体に、実際に用いられるインクにて印刷された印刷パターンを使用して、受光部の出力を調整することにより、発光体の個体差、印刷媒体の相違、インク色の相違等により発生し得る誤判定を防止することが可能となる。
【００２０】
次に、ノズル詰まりを検出するためのチェックパターンについて説明する。このチェックパターン２００は、例えば、図５に示すように、複数のブロック２１０からなる。プリンタ２０は、このチェックパターン２００を印刷用紙Ｐに印刷する。このとき、各ブロック２１０は、それぞれ、予め定められたノズルを用いて印刷する。従って、あるノズルが詰まっている場合には、そのノズルに対応するブロック２１０が印刷されないことになる。このため、プリンタ２０がチェックパターン２００を印刷した後、光センサ４１がこれを読み込んで、印刷されていないブロック２１０が検出されると、そのブロック２１０に対応するノズルの詰まりを検出することができる。
【００２１】
本実施形態では、まず、印刷用紙Pにチェックパターン２００を印刷した後、印刷用紙Pを巻き戻し、光センサ４１でチェックパターン２００を読み込んで、その結果として出力する信号列のレベルに基づいて、ノズル詰まりの判定を行う。
【００２２】
そこで、本実施形態に係るプリンタ２０が行うノズル詰まり判定に関する機能ブロック図を図６に示す。すなわち、プリンタ２０は、キャリッジモータ３０及び光センサ４１の制御及びノズル詰まり判定等を行うコントローラ６０と、光センサ４１の出力値などを記憶するメモリ６１とを備えている。
【００２３】
コントローラ６０は、キャリッジモータ３０を制御してキャリッジ２８を駆動する。また、このときにコントローラ６０は、光センサ４１を制御してチェックパターン２００を読みとらせる。さらに、コントローラ６０は、光センサ４１が上記のように読みとった結果に基づく信号列の出力値、及びリニアエンコーダ２９の出力値を受け取る。また、コントローラ６０は、搬送モータ３１を制御して、搬送ローラ２４を回転させて印刷用紙Ｐを送り、巻き戻す制御を行う。
【００２４】
ここで、キャリッジ２８は、キャリッジモータ３０によって主走査方向に往復運動させられる。そして、キャリッジ２８の往復運動の往路（図５で左から右）において、光センサ４１は、１行目のブロック２１０が印字されているラインを読み込む。そして、光センサ４１が読みとった画像に基づく信号列をコントローラ６０へ出力する。また、キャリッジ２８の往復運動の復路（図５で右から左）において、光センサ４１は、２行目のブロック２１０が印字されているラインを読み込み、信号列をコントローラ６０へ出力する。３行目以降についても同様に、光センサ４１が往路と復路でそれぞれチェックパターンの読み込みを行う。
【００２５】
リニアエンコーダ２９は、キャリッジ２８が移動するごとに符号板３３を読み込んで、主走査方向の位置を示す情報を出力する。
【００２６】
コントローラ６０は、リニアエンコーダ２９の出力に基づいて、光センサ４１の出力値である信号のレベルを示す値をメモリ６１に格納する。例えば、メモリ６１のアドレスとリニアエンコーダ２９の出力値とを予め対応付けておく。そして、光センサ４１の出力値をリニアエンコーダ２９の出力値により定まるアドレスに格納する。例えば、図７（ａ）の例では、往路におけるリニアエンコーダ２９の出力は０から１８０へ増加するので、メモリのアドレス１０００から１１８０へ順に格納する。一方、復路の場合には、リニアエンコーダの出力が１８０から０へ減少するので、図７（ｂ）におけるメモリのアドレス１１８０から１０００へ格納される。つまり、往路の場合とは逆順にセンサ出力値をメモリへ格納する。
【００２７】
このとき、復路の場合には、所定のオフセット値分ずらしたアドレスに登録するようにしてもよい。これにより、往路と復路との間で生じる、リニアエンコーダ２９の出力のずれを修正することができる。なお、このオフセット値は、例えば、光センサ４１の取り付け位置により、往路と復路とでは光センサ４１が読み取りを開始する、主走査方向における印刷用紙上の位置が異なることによるものであり、それぞれの印刷装置に固有の固定値である。従って、オフセット値は工場出荷時などに予め定められている。
【００２８】
次に、本実施形態における印刷ヘッドのノズル詰まり検出処理の手順について、図８のフローチャートで説明する。まず、印刷装置２０が印刷用紙Ｐにチェックパターン２００を印刷して、チェックパターン２００が印刷された印刷用紙Ｐを先頭まで巻き戻す（Ｓ１１）。そして、コントローラ６０がキャリッジモータ３０を制御し、キャリッジ２８を駆動する。ここで、往路においてキャリッジ２８上の光センサ４１がチェックパターン２００を読み込んで、出力値をコントローラへ送る。このとき、キャリッジ２８上のリニアエンコーダ２９の出力値も同時にコントローラへ出力される。（Ｓ１２）。そして、コントローラ６０は、光センサ４１の出力値を、リニアエンコーダ２９の出力値と対応付けられているメモリ６１へ格納する（Ｓ１３）。つまり、ここでは、光センサ４１の出力値はアドレス１０００から順番に格納される。
【００２９】
コントローラ６０は、メモリ６１に格納された光センサ４１の出力値、すなわち光センサ４１が読みとった信号レベルを、アドレス１０００から順番に読み出して、ノズル詰まりを検出するための処理を実行する（Ｓ１４）。
【００３０】
つぎに、搬送ローラ２４を駆動して２行目のブロック２１０が読み取り可能な位置へ印刷用紙Ｐを送った後、コントローラ６０は、キャリッジ２８をホームポジションへ戻す復路において、光センサ４１にチェックパターンを読み込ませ、光センサ４１及びリニアエンコーダ２９の出力値を取得する（Ｓ１５）。コントローラ６０は、リニアエンコーダ２９の出力値をオフセット値で修正し、修正された出力値により定まるアドレスのメモリ６１へ、光センサ４１の出力値を格納する（Ｓ１６）。つまり、このときは、光センサ４１が読み出した出力値は、往路の場合とは逆順にメモリ６１へ格納される。
【００３１】
コントローラ６０は、往路の場合と同様の処理手順で、アドレス１０００から順番にメモリ６１に格納されている光センサ４１の出力した信号レベルを読み出して、ノズル詰まりの判定をする（Ｓ１７）。ここで、ステップＳ１６において、往路の場合と同じ順序になるようにメモリ６１に信号列を格納してあるので、ステップＳ１７ではステップＳ１４と実質的に同じアルゴリズムを用いて判定することができる。
【００３２】
そして、上記の処理を、チェックパターンのすべてのブロックの行について繰り返す（Ｓ１８）。
【００３３】
これにより、往路及び復路の双方向でチェックパターンを読み込み、ノズル詰まりの判定を行うことができる。さらに、復路の場合に光センサ４１が読み込んだデータを、読み込んだ順序と逆順に判定することにより、往路の場合と実質的に同じアルゴリズムを用いて処理することができる。
【００３４】
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。
【００３５】
例えば、復路の場合、光センサ４１の出力値を往路の場合と逆の順序でメモリ６１に格納しているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、往路の場合と同じ順序でメモリ６１に格納し、コントローラ６０がメモリ６１から読み出すときに逆順になるように読み出してもよい。あるいは、往路のデータを格納するメモリ領域と復路のデータを格納するメモリ領域とを、それぞれ別領域としてもよい。
【００３６】
また、上記の実施形態では、ノズルの詰まり検出用のチェックパターンの読み取り及び読み取った信号に基づく判定について説明したが、これ以外にも、例えば、Ｂｉ−Ｄ値をずらしたチェックパターンを印刷し、印刷されたチェックパターンを読み取って、この中で最良のものをＢｉ−Ｄ値として選択するオートＢｉ−Ｄ調整に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態におけるカラーインクジェットプリンタ２０の主要な構成を示す概略斜視図。
【図２】印刷ヘッド３６を上方から見た際のノズルと光センサとの配置を示す図。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態における発光部を印刷媒体としての印刷用紙に対し垂直な位置に備えた例にて発光部の構成を示す説明図、（ｂ）は発光部を印刷用紙面に対し斜めに発光する位置に備えた例にて発光部の構成を示す説明図。
【図４】白色の発光体における光センサの個体差を示す図。
【図５】チェックパターン２００の一例、及び光センサ４１がチェックパターン２００を読み込むときのキャリッジ２８の動きを示す図。
【図６】プリンタ２０のノズル詰まり判定に関する機能ブロック図である。
【図７】光センサ４１の出力値をメモリ６１に格納する順序を説明する図。
【図８】印刷ヘッドのノズル詰まり検出処理の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３８】
２０…プリンタ、２２…用紙スタッカ、２４…搬送ローラ、２５…ロータリーエンコーダ、２６…プラテン板、２８…キャリッジ、２９…リニアエンコーダ、３０…キャリッジモータ、３１…搬送モータ、３６…印刷ヘッド、４１…光センサ、６０…コントローラ、６１…メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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